Question

甲醇（CH₃OH）是一种重要的化工原料，合成甲醇的主要反应为：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）+Q．
Ⅰ．在一定条件下，上述反应在一密闭容器中达到平衡．
（1）体积不变的条件下，下列措施中有利于提高CO的转化率的是

 

（填字母）．
A．升高温度      B．增大压强      C．通入CO       D．通入H₂
（2）在保证H₂浓度不变的情况下，增大容器的体积，平衡

 

（填字母）．
A．向正反应方向移动       B．向逆反应方向移动       C．不移动
（3）作出此判断的理由是

 

Ⅱ．原料气的加工过程中常常混有一定量CO₂，为了研究不同温度下CO₂对该反应的影响，以CO₂、CO和H₂的混合气体为原料在一定条件下进行实验，结果表明，原料气各组分含量不同时，反应生成甲醇和副产物甲烷的碳转化率是不相同的．实验数据见下表：

CO2%-CO%-H2% （体积分数）		0-30-70			2-28-70			4-26-70			8-22-70			20-10-70
反应温度/℃		225	235	250	225	235	250	225	235	250	225	235	250	225	235	250
碳转化率（%）	CH3OH	4.9	8.8	11.0	36.5	50.7	68.3	19.0	33.1	56.5	17.7	33.4	54.4	8.0	12.0	22.6
	CH4	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	2.8	2.8	2.8

由上表数据可得出多个结论．
结论一：在一定条件下，反应温度越高，碳转化率

 

．结论二：

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,化学反应速率的影响因素

专题：化学平衡专题,化学反应速率专题

分析：Ⅰ、（1）提高CO的转化率，可使化学平衡正向移动，加压、减小生成物的浓度、增大氢气的浓度、降温等均能使反应正向移动，以此来解答；
（2）根据影响化学平衡移动的因素来回答；
（3）依据平衡常数分析平衡变化；
Ⅱ、由表格分析得出结论：在一定条件下，反应温度越高，生成甲醇的碳转化率越高；原料气含少量CO₂有利于提高生成甲醇的碳转化率，CO₂含量过高生成甲醇的碳转化率又降低．

解答： 解：Ⅰ、（1）A、因该反应为放热反应，则升温平衡逆向移动，CO的转化率降低，故A不选；    
B、因该反应为气体体积减小的反应，则加压（缩小体积）化学平衡正向移动，CO的转化率增大，故B选；   
C、增大CO的浓度，化学平衡正向移动，但CO的转化率减小，故C不选；    
D、增大H₂的浓度，化学平衡正向移动，CO的转化率增大，故D选；       
故答案为：BD．
（2）保证H₂浓度不变的情况下，增大容器的体积，则氮气、氨气的浓度均不变，即Qc仍然是等于K，仍然是平衡状态；
故答案为：C．
（3）反应的平衡常数K

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

，增大容器体积时，c（CH3OH）和c（CO）等比例减小，由于氢气浓度不变，此时

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

仍等于K，所以平衡不移动；
故答案为：反应的平衡常数K

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

，增大容器体积时，c（CH3OH）和c（CO）等比例减小，由于氢气浓度不变，此时

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

仍等于K，所以平衡不移动；
Ⅱ、由表格中原料气各组分含量不同时反应生成甲醇的碳转化率的数据可知：反应温度越高，生成甲醇的碳转化率越高；二氧化碳的体积分数为2%时生成甲醇的碳转化率最高，二氧化碳的体积分数为20%生成甲醇的碳转化率较低，不含二氧化碳时生成甲醇的碳转化率最低，因此原料气含少量CO₂有利于提高生成甲醇的碳转化率，CO₂含量过高生成甲烷的碳转化率又降低，
故答案为：越高；原料气含少量CO₂有利于提高生成甲醇的碳转化率，CO₂含量过高生成甲烷的碳转化率又降低．

点评：本题考查学生有关化学平衡的有关知识，可以根据所学知识进行回答，主要是表格中数据的收集、分析、处理能力要求颇高，难度较大．